Conocemos una masa de un objeto de un kilogramo como un objeto que pesa W = mg = 9.8 N y lo referenciamos a eso, (cuando debería como parámetro fundamental describir peso no al contrario). Pero si tuviéramos que describir la masa a una civilización alienígena en un planeta alienígena con el que estamos intercambiando conocimientos, enviándoles un objeto de un kilogramo, según su gravedad lo medirán de manera diferente.
Además, su estrella podría estar curvando el espacio-tiempo de tal manera, o su velocidad de acuerdo con SR hará que perciban la masa en nuestro planeta, si observan desde lejos, de manera diferente.
Si le pedimos a la tripulación de una nave espacial que se mueve a una velocidad cercana a la de la luz que nosotros, o que se mueve en un campo gravitatorio que no conocen, que mida la masa de nuestro planeta, obtendrán resultados diferentes. Con el mismo principio, podríamos estar midiendo la masa de objetos celestes lejanos como los planetas, de manera diferente.
Percibo el espacio-tiempo lleno de curvas e irregularidades. Sabemos el acerca de algunos de estos y no sabemos acerca de otros. Quiero decir que conocemos la gravedad de la tierra, la del sol, pero ignoramos el efecto de la galaxia y el cúmulo, la materia oscura y quién sabe qué más. Además, cambiamos nuestra posición todo el tiempo con relación a estos factores externos que doblan el espacio-tiempo. Entonces, nuestras medidas para un observador neutral externo, dicen que estos extraterrestres podrían cambiar.
He encontrado definiciones de masa como "la cantidad de materia en un objeto", pero eso parece ser el viejo: masa = volumen x densidad, pero la masa es la cantidad más fundamental que cualquiera de ellos, con la que se deben describir estos parámetros. en masa no lo contrario, por no hablar de lo relativas que son estas otras cantidades, considerando SR y GR. O "La resistencia de un objeto a la aceleración", pero nuevamente debe describir qué tan rápido se mueve ese objeto y en qué espacio-tiempo se encuentra de acuerdo con SR y GR.
Entonces, ¿qué nos hace estar tan seguros de que la masa es un valor tan universal, cuando construimos todo sobre un concepto referenciado por nuestra propia gravedad y tal vez nuestro propio marco de referencia?
¿Cómo describimos la masa a los extraterrestres, que no conocen nuestra (g)?
¿Cómo medimos la masa de los objetos celestes, digamos planetas, en unidades como kilogramos y libras, mientras no están sujetos a la gravedad de la tierra (soy muy consciente de la diferencia entre peso y masa)? Quiero decir, ¿eso es lo que pesarían, ignorando su propia gravedad, si estuvieran en nuestra atmósfera a gran escala? Entonces, ¿cuál es el método?
Conclusión ¿Existe una forma directa de medir la masa como lo hacemos con otros valores fundamentales como la longitud y la temperatura, además de usar una escala o ecuaciones , es decir, no depender de otros parámetros físicos para describirla?
--Perdona la longitud..
Usted pregunta: "¿Cómo describimos la masa a los extraterrestres, que no conocen nuestro (g)?" Este es un ejemplo de una clase de preguntas a las que Martin Gardner se refiere como "problemas de Ozma". El clásico problema de Ozma es cómo describimos a los extraterrestres la distinción entre derecha e izquierda; la respuesta es que lo hacemos describiendo la fuerza nuclear débil.
Su declaración de su problema de Ozma me parece un poco ambigua. Esencialmente, estás preguntando cómo describimos a los extraterrestres una unidad de masa gravitacional. (No lo dices explícitamente, pero parece claro por el contexto que no te refieres a la masa inercial). Además, hay una distinción entre la masa gravitatoria activa (la capacidad de crear la curvatura del espacio-tiempo) y la masa gravitatoria pasiva (lo que medir con una balanza). No solo eso, sino que su pregunta podría interpretarse como preguntando si podemos comparar con los extraterrestres y ver si el valor de la constante gravitacional es la misma en su región del espacio-tiempo que en la nuestra.
Fácilmente podemos establecer 1 g como unidad de masa inercial. Por ejemplo, podemos decir que es la inercia de un cierto número de átomos de carbono-12.
El principio de equivalencia es válido para nosotros, por lo que presumiblemente también es válido en los experimentos realizados por los extraterrestres. Esto establece que nuestra unidad de 1 g de masa inercial también se puede utilizar como unidad para la masa gravitacional pasiva de las partículas de prueba.
No preguntó sobre la masa gravitacional activa, pero la equivalencia de la masa gravitacional activa y pasiva es requerida por la conservación del momento, y también se verificó empíricamente en Kreuzer 1968. Cf. Will 1976 y Bartlett 1986.
La otra cuestión es si es lo mismo para los extraterrestres que para nosotros. Duff 2002 tiene una explicación del hecho de que es imposible probar si las constantes unitarias varían entre una región del espacio-tiempo y otra. Sin embargo, hay varias constantes sin unidades que involucran , como la relación entre la masa del electrón y la masa de Planck.
Una dificultad más fundamental en la definición fundamental de masa es que la relatividad general no parece ofrecer ninguna forma de definir una medida escalar, global y conservada de masa-energía. Véase, por ejemplo, MTW, pág. 457
Bartlett, Phys. Rev. Lett. 57 (1986) 21.
Duff, 2002, "Comentario sobre la variación temporal de las constantes fundamentales", http://arxiv.org/abs/hep-th/0208093
Kreuzer, Phys. Rev. 169 (1968) 1007
MTW: Misner, Thorne y Wheeler, Gravitation, 1973.
Will, "Masa activa en gravedad relativista: interpretación teórica del experimento de Kreuzer", ap. J. 204 (1976) 234, disponible en línea en adsabs. harvard.edu.
Reduciré tu pregunta a su expresión más simple: "¿Qué es la masa?"
Y te doy mi mejor y más simple respuesta: "Es una medida de cuánto se opone una entidad a la aceleración o desaceleración". Yo creo que al final todo se reduce a eso...
Para responder solo una de tus preguntas:
re "Si le pedimos a la tripulación de una nave espacial que se mueve a una velocidad cercana a la de la luz que nosotros, o que se mueve en un campo gravitatorio que no conocen, que mida la masa de nuestro planeta, obtendrán resultados diferentes .":
Esto solo es cierto para los extraterrestres demasiado ingenuos para haber construido u operado el aparato que están volando; otros extraterrestres comprenderán bien la transformación de Lorentz y podrán calcular la masa en reposo como el atributo relevante (constante) de cualquier objeto de interés.
¿Existe una forma directa de medir la masa como lo hacemos con otros valores fundamentales como la longitud y la temperatura, además de usar una escala o ecuaciones, es decir, no depender de otros parámetros físicos para describirla?
La respuesta de @BenCrowell es adecuada. Aquí quiero enfatizar el aspecto más general de lo que significan los términos físicos y, en cierto sentido, de qué se trata la física.
La física comienza con observaciones, datos, medidas. Las medidas necesitan unidades y estas preexistieron al esfuerzo de encontrar una teoría del todo que describiera toda la materia tal como la conocemos. Cuando se proponen teorías matemáticas de la física, inevitablemente se plantea la cuestión de las unidades. A fines del siglo XIX se descubrió que muchas unidades utilizadas para describir datos podían transformarse en otras unidades. Así apareció el concepto de unidades fundamentales : el número mínimo de unidades que se pueden utilizar para describir los fenómenos físicos. Ejemplo: el sistema CGS .
El sistema más simple proviene de la física de partículas, donde se utilizan las unidades de Planck en número cinco:
the gravitational constant, G,
the reduced Planck constant, ħ,
the speed of light in a vacuum, c,
the Coulomb constant, (4πε0)^−1 (sometimes k_e or k), and
the Boltzmann constant, k_B (sometimes k).
Tenga en cuenta que la masa no está ahí, lo que significa que se necesitan ecuaciones para definirla. La temperatura y la longitud tampoco están ahí.
Entonces, si nos encontramos con extraterrestres, estas son las unidades más básicas sobre las que ponerse de acuerdo para tener una definición común de cualquier medida en física.
Por supuesto, el método de identificar la masa con una muestra específica, como dice Ben, definirá la masa para los alienígenas, pero las ecuaciones no pueden ignorarse si uno quiere intercambiar conocimientos en física.
Fuerza
david z
Fuerza
Fuerza
david z
Fuerza
Fuerza